资源简介

第一节 物质的分类及转化
第1课时 物质的分类
教学目标
1．认识分类对化学研究的重要性，能根据物质的组成和性质对物质进行分类。
2．认识胶体是一种常见的分散系，掌握胶体的性质及胶体与其他分散系的区分方法，能够用胶体的性质解释自然及日常生活中的现象。
教学重难点
1．常见化学物质的分类方法。
2．胶体及其主要性质。
教学过程
【导入新课】
图书馆中数不胜数的图书要分类陈列以便于人们查找，快递企业对数以千万计的物品要分类处理以提高工作效率。同样，为了认识和研究的方便，对于数以千万计的物质，人们常根据物质的组成、结构、性质或用途进行分类。
【交流讨论】回忆初中阶段知识，根据物质的组成对物质进行分类。
【过渡】我们把这种分类方法形象地称为树状分类法。
【讲授新课】
教学环节一：根据物质的组成和性质分类
知识点一 常见的分类法
【讲授】树状分类法：把物质按照从属关系进行分类的一种分类方法。
举例：
根据物质的组成分类
根据物质的性质分类
【交流讨论】
（1）金属氧化物一定是碱性氧化物？非金属氧化物一定是酸性氧化物
答：碱性氧化物是金属氧化物，但金属氧化物不一定是碱性氧化物；酸性氧化物不一定是非金属氧化物，非金属氧化物也不一定是酸性氧化物，如Mn2O7是酸性氧化物，但属于金属氧化物，CO、NO是非金属氧化物，但不是酸性氧化物。
（2）酸性氧化物均能溶于水生成相应的酸？碱性氧化物均能溶于水生成相应的碱？
答：部分酸性氧化物能与水反应生成相应的酸，如SO3 + H2O = H2SO4等，有些酸性氧化物不能与水反应，如SiO2不和水反应。部分碱性氧化物能与水反应生成相应的碱，如CaO + H2O = Ca(OH)2等，碱性氧化物不能与水反应，如CuO不和水反应。酸性氧化物通常能与碱性氧化物反应生成相应的盐，如SO2 + CaO = CaSO3等。
【过渡】Fe2O3既属于金属氧化物又属于碱性氧化物，可见分类的标准不同，同一物质可以归属不同的物质类别，这种根据多种不同的分类标准对同一事物进行分类的方法叫交叉分类法。
【讲授】交叉分类法：根据多种不同的分类标准对同一事物进行分类的方法。
举例：
【过渡】通过树状分类法和交叉分类法的学习，同学们已经体会到了分类在化学学习中的重要性，请阅读教材P7方法导引，归纳总结分类的概念、分类的标准以及分类的意义。
知识点二 分类
【归纳总结】
（1）概念
分类是根据研究对象的共同点和差异点，将它们区分为不同种类和层次的科学方法。
（2）物质分类的标准
分类有一定的标准，根据不同的标准，人们对研究对象进行不同的分类。在高中化学的学习中，对物质及其变化的分类标准将从物质的组成和性质等宏观角度，拓展到物质的构成、结构和参加化学反应的粒子等微观视角。
（3）分类的重要应用
① 科学的分类能够反映事物的本质特征，有利于人们分门别类地进行深入研究。
例如硝酸、硫酸都是酸，具有酸的通性。
② 运用分类的方法，可以发现物质及其变化的规律，预测物质的性质及可能发生的变化。
例如锌和铁都是金属单质，它们就能与某些非金属单质、某些酸及某些盐反应，铝也是金属单质，则可推测铝也具有锌、铁等金属单质一般性质。
知识点三 同素异形体
【学生活动】阅读教材P6页，举例说明什么是同素异形体。
【归纳总结】
由同一种元素形成的几种性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体。例如，金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体；氧气和臭氧是氧元素的同素异形体；白磷和红磷是磷元素的同素异形体等等。
【过渡】我们学习了酸性氧化物、碱性氧化物、同素异形体等新概念，下面我们通过一道练习来巩固下相关知识。
【例题】下列说法正确的是________。
① 非金属氧化物不一定是酸性氧化物
② 金属氧化物都是碱性氧化物
③ 部分碱性氧化物能与水反应生成相应的碱
④ 酸性氧化物一定和水反应生成相应的酸
⑤ 单质的种类一定多于元素的种类
⑥ 由同一种元素组成的物质是单质
解析：①非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等是非金属氧化物，但不是酸性氧化物，①正确；
②碱性氧化物一定是金属氧化物，但金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Mn2O7是金属氧化物，但属于酸性氧化物，②错误；
③部分碱性氧化物能与水反应生成相应的碱，如CaO + H2O = Ca(OH)2等，③正确；
④部分酸性氧化物能与水反应生成相应的酸，如SO3 + H2O = H2SO4 ，有些酸性氧化物不能与水反应，如SiO2不和水反应，④错误；
⑤碳元素组成的单质有金刚石、石墨和C60等，氧元素组成的单质有氧气和臭氧，可见一种元素至少形成一种单质，有些元素可能形成两种或两种以上不同的单质，则单质种类一定多于元素的种类，⑤正确；
⑥由同一种元素组成的物质不一定是单质，还可能是混合物，如氧气和臭氧的混合物，⑥错误。
答案：①③⑤
教学环节二：分散系及其分类
【提问】从物质分类的角度看，CuSO4溶液、振荡后的植物油与水的混合物、泥水属于什么类？
【交流讨论】溶液、乳浊液、悬浊液的区别和联系
溶液 悬浊液 乳浊液
概念 一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一的、稳定的混合物 固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物 小液滴分散在液体里形成的混合物
被分散的物质 状态 固态、液态、气态 固态 液态
粒子 分子或离子 巨大数目分子的集合体 巨大数目分子的集合体
特征 均一、稳定 浑浊、不均一、不稳定 浑浊、不均一、不稳定
久置现象 不变（稳定） 沉淀（不稳定） 分层（不稳定）
相同点 都是物质分散到另一种物质中形成的混合物
【过渡】化学上把一种（或多种）物质以粒子形式分散到另一种（或多种）物质中所形成的混合物，叫做分散系。
知识点一 分散系的概念及组成
【讲授】分散系的概念和组成
（1）概念
化学上把一种（或多种）物质以粒子形式分散到另一种（或多种）物质中所形成的混合物，叫做分散系。
举例：NaCl溶于水形成的溶液、泥土溶于水形成的悬浊液、HCl气体扩散到空气中形成的雾，这些混合体系均被称为分散系。
（2）组成
分散系中被分散成粒子的物质叫做分散质，另一种物质叫做分散剂。例如，对溶液来说，溶质是分散质，溶剂是分散剂，溶液是一种分散系。乳浊液和悬浊液也各是一种分散系，其中被分散成小液滴或固体小颗粒的物质是分散质，液体是分散剂。
知识点二 分散系的组合方式及分类
【提问】分散质可以是固体、液体或气体，分散系也可以是固体、液体或气体，因此分散系有几种组合方式？
【回答】9种组合方式。
【讲授】举例说明9种组合方式及分类
根据分散质粒子的直径大小，可以把分散系分为溶液、胶体和浊液。分散质粒子的直径小于1 nm的是溶液，大于100 nm的是乳浊液或悬浊液，而分散质粒子的直径为1~100 nm的分散系是胶体。
【例题】下列说法正确的是（ ）
A．硫酸铜溶液均一、稳定，不是分散系
B．“冰水混合物”是一种分散系
C．分散系有的是纯净物，有的是混合物
D．分散系都是混合物，按分散质或分散剂所处的状态，分散系有9种组合方式
解析：溶液是分散系的一种类型，均一、稳定是溶液的特点，A项错误；冰和水都是由水分子构成的，是一种物质的两种状态，属于纯净物，因而不属于分散系，B项错误；分散系均是由分散剂和分散质的混合物，C项错误；分散质可以是固体、液体或气体，分散剂也可以是固体、液体或气体，分散系有9种组合方式。
答案：D
【例题】现有如下各实验：
A．将1 g KCl加入10 g沸腾的水中；
B．将1 g可溶性淀粉加入到100 g水中，搅拌均匀后煮沸；
C．将1 g CaCO3粉末加入100 g水中充分振荡；
D．将0.1 g植物油加入10 g水中，充分振荡混匀；
E．将96 mL乙酸与5 mL水充分混合。
上述实验中所得到的分散系，属于溶液的有_______，属于胶体的是_____，属于浊液的是_______。
解析：A．KCl溶于水后以离子形式存在，粒子直径小于1 nm，属于溶液；B．淀粉分子的直径为1~100 nm，溶于水后，形成的是胶体；C．CaCO3不溶于水，形成是的悬浊液；D．植物油不溶于水，形成的是乳浊液；E．乙酸与水充分混合后形成的是溶液。
答案：AE；B；CD
【过渡】根据分散质粒子的直径大小，可以把分散系分为溶液、胶体和浊液。其中分散质粒子的直径为1~100 nm的分散系是胶体。下面我们继续来学习胶体的分类、制备与性质：
知识点三 胶体的分类、制备与性质
【学生活动】阅读教材p8，举例说明胶体的种类有哪些？
【归纳总结】胶体的分类
【演示实验】Fe(OH)3胶体的制备
（1）实验原理
FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 (胶体) + 3HCl
（2）实验操作
取1个100 mL 小烧杯，向烧杯中加入40 mL 蒸馏水，将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐渐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液。继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热。
（3）注意事项
① 实验中必须使用FeCl3饱和溶液和沸水，一定不能用FeCl3溶液和NaOH溶液反应，否则产生的是Fe(OH)3沉淀。
② 当液体呈红褐色时应立即停止加热，因为过度加热会破坏胶体，生成Fe(OH)3沉淀。
③ 制备过程中不能用玻璃棒搅拌，否则会使Fe(OH)3胶体粒子碰撞形成大颗粒，最后形成沉淀。
【视频】如需使用此资源，请插入资源 “【教学实验】丁达尔效应”。
（4）胶体的提纯
Fe(OH)3胶体中可能含有较多的H+、Cl-，如图所示，将其放在半透膜中，浸在蒸馏水中，一段时间后，在蒸馏水中加入AgNO3溶液出现白色沉淀，说明Cl-透过半透膜进入了蒸馏水中。
使杂质离子或分子从胶体里分离出来的操作叫渗析（也叫透析）。渗析实验能够证明胶体粒子比溶液中的粒子大。通过渗析实验可以达到净化、提纯胶体的目的。
【拓展知识】通过视频介绍半透膜
半透膜由膀胱、鸡蛋内膜、牛皮纸、胶棉薄膜、玻璃纸等制成，有非常细小的孔，只能允许较小的离子、分子透过，而胶体不能透过。
【演示】丁达尔效应
条件 暗处
试剂 CuSO4溶液 Fe(OH)3胶体
操作 分别用红色激光笔照射这两种液体，在与光束垂直的方向进行观察
现象 无现象 看到一条光亮的“通路”
【视频】需使用此资源，请插入资源 “【教学实验】丁达尔效应”。
【归纳总结】当一束可见光通过胶体时，可以看到一条光亮的“通路”。这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射（光波偏离原来方向而分散传播）形成的，叫做丁达尔效应。
丁达尔效应可被用来区分胶体和溶液。
【展示】生活中的丁达尔效应
日落之光 美丽的夜景 树林中的晨曦 珍宝猫眼石
【演示】胶体的介稳性
【总结】溶液是稳定体系，浊液是不稳定体系，胶体属于介稳体系，在一定条件下能稳定存在。
【演示】电泳
【总结】由于胶体粒子带有电荷，在电场的作用下，胶体粒子在分散剂里作定向移动，这种现象叫做电泳。例如Fe(OH)3胶体粒子带正电荷，在电场作用下，带正电荷的红褐色Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动。
【演示】胶体的聚沉
【总结】胶体聚沉的原理即中和胶体粒子的电荷或加快其胶体粒子的热运动以增加胶体粒子的结合机会。常用方法有加入酸、碱盐或加入带相反电荷胶体粒子的胶体或加热胶体。
【交流讨论】请用胶体的性质解释自然及日常生活中的现象：
① 工业除尘
② 河流入海处“三角洲”的形成
③ 点豆腐
④ 明矾净水
⑤ 用FeCl3溶液止血
⑥ 用微波手术刀进行外科手术
例题：现有如下各实验：
将少量饱和FeCl3溶液分别滴加到下列物质中，得到三种分散系，完成相关问题：
甲：饱和FeCl3溶液滴加到冷水中；
乙：饱和FeCl3溶液滴加到NaOH溶液中；
丙：饱和FeCl3溶液滴加到沸水中。
（1）将丙继续加热煮沸到液体呈红褐色，反应的化学方程式为__________________。
（2）如何用最简单的方法判断丙中是否成功制备胶体？________________________。
（3）向经过检验后的丙中逐渐加入稀盐酸，会出现一系列变化：
①先出现和乙中相同的现象，原因为_________________________________________。
②随后发生变化得到和甲相同的溶液，此反应的化学方程式为_______________。
（4）向丙中加入电极通电后，Fe(OH)3胶体粒子应该移向_______（填“与电源负极相连”或“电源正极相连”）的一极，说明该胶体粒子带_____电。
解析：少量饱和FeCl3溶液加入甲的冷水中形成溶液，加入乙的NaOH溶液中会产生Fe(OH)3沉淀，形成浊液，加入丙的沸水中会产生Fe(OH)3胶体。
（1）少量饱和FeCl3溶液滴加到热水中并继续加热煮沸至液体呈红褐色，生成氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 (胶体) + 3HCl 。
（2）胶体有丁达尔效应，用一束光照射丙所得的液体，从侧面观察是否有一条光亮的“通路”出现，即可判断丙中是否成功制备胶体。
（3）向胶体中滴加电解质溶液，易发生聚沉现象，形成Fe(OH)3红褪色沉淀；Fe(OH)3能和稀盐酸发生中和反应，沉淀溶解，化学方程式为Fe(OH)3 +3HCl = FeCl3+3H2O 。
（4）向丙中插入电极通电后，Fe(OH)3胶体粒子移向与电源负极相连的一极，说明Fe(OH)3胶体粒子带正电荷。
答案：（1）FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 (胶体) + 3HCl （2）用红色激光笔照射该分散系，若看到一条光亮的“通路”，则说明已经成功制备胶体 （3）① Fe(OH)3胶体遇盐酸发生聚沉，形成红褐色沉淀 ② Fe(OH)3 +3HCl = FeCl3+3H2O （4）与电源负极相连；正。
知识四 溶液、胶体、浊液三类分散系的比较
【交流讨论】溶液、胶体、浊液三类分散系的比较
溶液 胶体 浊液
分散质粒子的直径 <1 nm 1~100 nm >100 nm
分散质粒子种类 分子或离子 许多分子集合体或高分子 巨大数目分子集合体
性 质 外观 均一、透明 绝大部分均一、透明 浑浊
稳定性 稳定 较稳定 不稳定
能否透过滤纸 能 能 不能
能否透过半透膜 绝大部分能 不能 不能
是否有丁达尔效应 没有 有 没有
实例 NaCl溶液 Fe(OH)3胶体 泥水
例题：下列说法错误的是（ ）
A．胶体区别与溶液和浊液的本质特征是分散质粒子直径为1~100 nm
B．NaCl溶液和Fe(OH)3胶体均能透过半透膜
C．用激光笔分别照射CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体时，观察到的现象不同
D．通过过滤操作不能将混合物中溶液和胶体分离
解析：胶体区别与溶液和浊液的本质特征是分散质粒子直径为1~100 nm，A项正确；NaCl溶液能透过半透膜，而Fe(OH)3胶体不能透过半透膜，B项错误；用激光笔照射Fe(OH)3胶体时，可以看到一条光亮的“通路”，而照射CuSO4溶液时无此现象，C项正确；由于溶液和胶体都能透过滤纸，故不能用过滤的方法分离溶液胶体，D项正确。
答案：B
课堂小结
课堂检测
1．下列关于物质分类的组合正确的是（　　）
碱性氧化物 碱 盐
A 氧化钠 纯碱 氯化铝
B 生石灰 烧碱 明矾
C 熟石灰 苛性钠 硫酸铜
D 过氧化钠 氢氧化钙 小苏打
解析：A、纯碱是碳酸钠俗名，属于盐类、不是碱，故A错误；B、生石灰是氧化钙，是碱性氧化物；烧碱是氢氧化钠，是碱；明矾是十二水硫酸铝钾，是盐类，故B正确；C、熟石灰是氢氧化钙，属于碱类，不是氧化物，故C错误；D、过氧化钠与盐酸反应生成盐、水和氧气，不符合碱性氧化物概念和性质，故D错误。
答案：B
2．下列图示的混合物不属于胶体的是（　　）
A．氯化钠注射液 B．云雾 C．稀豆浆 D．烟水晶
解析：氯化钠溶液是溶液，不是胶体；云雾、稀豆浆以及烟水晶中分散质粒子直径在1~100nm之间，均是胶体。
答案：A
3．“纳米材料”是粒子直径为1~100nm的材料，纳米碳就是其中一种，若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中所形成的物质，下列说法正确的是（　　）
①是溶液 ②静置后会析出黑色沉淀 ③能产生丁达尔效应 ④能透过滤纸 ⑤不能透过滤纸 ⑥是胶体
A．①④⑤ B．③④⑥ C．②③⑤ D．②③⑥
解析：因纳米碳其粒子直径为l～100nm之间，纳米碳分子分散到水中，形成的是胶体，不是溶液，故①错误，⑥正确；胶体处于介稳定状态，不会形成黑色沉淀，故②错误；胶体具有丁达尔效应，故③正确；胶体能透过滤纸，故④正确⑤错误。
答案：B
4．下列说法正确的是（　　）
A．Fe(OH)3胶体可用作净水剂
B．向沸水中滴加饱和FeCl3溶液得到红褐色液体：FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 ↓+ 3HCl
C．Fe(OH)3胶体无色、透明，能产生丁达尔现象
D．沸水中滴加适量饱和FeCl3溶液，形成带电的胶体，导电能力增强
解析：Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用来净水，A项正确；向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，得到红褐色Fe(OH)3胶体而不是沉淀，因此胶体粒子后应标注“胶体”而不是标注“↓”，B项错误；Fe(OH)3胶体为红褐色，C项错误；胶体呈电中性，不带电，带电的是胶体粒子，D项错误。
答案：A
5．下列各项说法正确的是______
①“卤水点豆腐”、“黄河入海口处的沙洲形成”都与胶体的聚沉有关
②若将Fe(OH)3胶体提纯，可以采用的方法是过滤
③明矾能作净水剂是因为铝离子与水作用生成氢氧化铝胶体具有吸附悬浮杂质的作用
④在制备Fe(OH)3胶体实验中，可以长时间加热
⑤向Fe(OH)3胶体中加入过量稀硫酸，先有红褐色沉淀生成，然后沉淀溶解为黄色溶液
解析：用豆浆做豆腐时，在一定温度下加入CaSO4或其他可溶性盐溶液，豆浆中的胶体粒子所带的电荷被中和，很快聚集而形成豆腐，河流中的水在流动过程中与土壤等物质接触，溶有大量杂质而形成胶体，入海时与海水接触，海水中的带电粒子中和胶体粒子所带电荷使胶体发生聚沉，长年累月在河流入海口就形成所谓的“三角洲”，①正确；提纯胶体用渗析，溶液和胶体都可以通过滤纸，不能过滤提纯胶体，②错误；明矾能用于净水是因为铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性，能够吸附水中固体颗粒杂质而净水，③正确；长时间加热能够是胶体发生聚沉，④错误；向Fe(OH)3胶体中加入过量稀硫酸，先发生Fe(OH)3胶体的聚沉，稀硫酸过量时，Fe(OH)3溶解，得到硫酸铁黄色溶液，故⑤正确。
答案：①③⑤

展开更多......

收起↑